[发明专利]一种基于全热循环的零碳排放冷热电联产装置及工作方法

摘要

本发明公开了一种基于全热循环的零碳排放冷热电联产装置及工作方法，所述装置包括：布雷顿循环系统、热泵系统、余热回收系统和碳捕获系统。LNG冷能先进入布雷顿循环系统发电，然后进入透平利用直接膨胀法发电，最后进入碳捕获系统液化二氧化碳，实现了LNG冷能的梯级利用。汽化后的天然气通入燃气轮机燃烧后驱动发电机和热泵工作，燃气轮机产生的余热回收后用来供热、发电或制备生活热水。排出烟气分离后利用LNG冷能液化二氧化碳，实现低成本碳捕获。本发明将LNG汽化、碳捕获、余热回收和热泵技术相耦合，实现了零碳排放和冷热电联产。

主权项

1.一种基于全热循环的零碳排放冷热电联产装置，其特征在于，包括布雷顿循环系统、余热回收系统、碳捕获系统和热泵系统四部分，其中所述布雷顿循环系统包括：LNG泵(8)、第一换热器(6)、压气机(7)、再热器(3)、第一透平膨胀机(1)、第一发电机(2)、第二透平膨胀机(5)、第二发电机(4)、三通阀(24)、第二换热器(9)，所述LNG泵(8)连接所述第一换热器(6)右下接口，所述第一换热器(6)右上接口连接所述三通阀(24)下接口，所述三通阀(24)上接口连接所述第二透平膨胀机(5)，所述第二透平膨胀机(5)连接所述第二换热器(9)左上接口，所述第一换热器(6)左下接口连接所述压气机(7)，所述压气机(7)连接所述再热器(3)下接口，所述再热器(3)上接口连接所述第一透平膨胀机(1)，所述第一透平膨胀机(1)通过轴与所述第一发电机(2)相连，所述第二透平膨胀机(5)通过轴与所述第二发电机(4)相连；所述余热回收系统包括：燃气轮机(16)、第四发电机(20)、第三换热器(41)、热水箱(21)、第九截止阀(33)、第十截止阀(34)，所述燃气轮机(16)的烟气通道与所述第四发电机(20)相连，所述第四发电机(20)连接所述第三换热器(41)，所述第三换热器(41)左侧接口连接所述热水箱(21)，所述第九截止阀(33)左接口连接所述第三换热器(41)，所述第九截止阀(33)右接口连接所述第七截止阀(31)下接口，所述第十截止阀(34)左接口连接所述第三换热器(41)，所述第十截止阀(34)右接口连接所述第八截止阀(32)下接口；所述碳捕获系统包括：分离器(13)、第二压缩机(14)、第五换热器(10)，所述分离器(13)右接口连接所述第二压缩机(14)下接口，所述第二压缩机(14)上接口连接所述第五换热器(10)右接口；所述热泵系统包括：离合器(17)、第三发电机(15)、第一压缩机(23)、冷凝器(19)、节流阀(22)、蒸发器(18)、溶液泵(12)、风机盘管(42)、第一截止阀(25)、第二截止阀(26)、第五截止阀(29)、第六截止阀(30)、第七截止阀(31)、第八截止阀(32)，所述离合器(17)通过轴与所述第三发电机(15)相连，所述离合器(17)通过轴与所述第一压缩机(23)相连，所述第一压缩机(23)右接口连接所述冷凝器(19)下接口，所述冷凝器(19)上接口连接所述节流阀(22)右接口，所述节流阀(22)左接口连接所述蒸发器(18)上接口，所述蒸发器(18)左上接口连接所述第八截止阀(32)下接口，所述第八截止阀(32)上接口连接所述风机盘管(42)，所述蒸发器(18)左下接口连接所述溶液泵(12)右接口，所述溶液泵(12)左接口连接所述风机盘管(42)，所述冷凝器(19)右上接口连接所述第六截止阀(30)右接口，所述第六截止阀(30)左接口连接所述溶液泵(12)右接口，所述冷凝器(19)右下接口连接所述第五截止阀(29)右接口，所述第五截止阀(29)左接口连接所述风机盘管(42)。